兰州大学学报(自然科学版)

黄河流域生态保护和高质量发展

  • 2021年“7·20”河南特大暴雨水汽输送特征

    闫玮;欧阳智;王泳棋;黄建平;赵庆云;

    2021年7月20日河南郑州出现极端暴雨,降水量达624.1 mm,最大小时降水量201.9 mm,突破中国大陆小时降水量历史极值.利用常规气象观测资料、再分析资料以及基于拉格朗日方法的水汽轨迹追踪模式,分析暴雨的水汽输送情况.结果表明,大尺度环流异常形成的持续偏东风和南风的水汽输送,导致河南大范围持续暴雨;持续存在的低涡是降水长时间持续的原因,同时高、低空环流系统配置,为暴雨发展提供有利条件; 20日郑州南边界水汽输送的急剧增加,是造成极端暴雨的关键;暴雨水汽输送通道主要有700 hPa高度上来自南海的水汽贡献(61.0%)和太平洋通道(33.0%);850 hPa,来自太平洋的水汽贡献达82.3%,来自南海水汽贡献为17.7%.

    2024年02期 v.60;No.272 143-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 2296K]
  • 基于GIS的兰州新区土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

    任伟;武旭;戎彦坤;杨鲁浩东;张有贤;

    基于地理信息系统和土地利用数据分析2010-2020年兰州新区的土地利用变化过程及其与生态系统服务价值的关系.结果表明, 2010-2020年,兰州新区的耕地、林地、草地和未利用地面积分别减少143.81、 13.87、 108.39和8.26 km2,建设用地和水域面积分别增加272.23和2.10 km2.土地利用幅度变化较大,建设用地的面积增速最快;草地对生态系统服务价值的贡献度最大且敏感性最高;调节服务在服务价值中占据主导地位.土地利用变化是生态系统服务价值发生变化的原因,兰州新区快速的城市化进程和经济发展政策是土地利用时空格局演变的重要驱动因素.

    2024年02期 v.60;No.272 151-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2061K]
  • 基于InVEST模型的渭河流域生境质量评估

    张帅;韩玲;曹红业;

    基于生态系统服务评估与权衡模型和ArcGIS软件探索2000-2020年渭河流域生境质量的时空变化,利用地形分布指数分析生境质量的地形梯度效应.结果表明, 20 a间,研究区土地利用变化主要包括耕地向建设用地和草地的转移,以及草地向耕地和林地的转移,不同类型之间的转移是影响局部生境质量变化的主要因素;生境质量的空间分布以中等生境为主,占比约57%,主要分布在关中城市群外围和西北部.低等生境占比约5%,但面积增长最快,增幅达到105.80%,原因是关中城市群的大面积扩张;研究区生境质量空间分布存在一定的正相关性,且聚集程度增加1.15%,局部自相关类型以高-高和低-低集聚为主,高-高集聚分布在研究区东北部黄土高原和南部秦岭北坡,低-低集聚分布在关中城市群; 2020年生境质量具有显著的地形梯度效应,表现在生境质量等级随着地形梯度级别的增加而增加.

    2024年02期 v.60;No.272 159-166+172页 [查看摘要][在线阅读][下载 2154K]

人工智能

  • 一种用于运动想象脑电信号的混合特征选择算法

    刘紫恒;周建华;

    针对过滤式特征选择算法精度不高和包裹式特征选择算法训练时间长的缺点,提出一种融合信息增益(IG)和自适应遗传算法(AGA)的混合特征选择算法.用滤波器组公共空间模式提取运动想象脑电信号特征,计算每个特征的IG并排序,根据排序用阈值法剔除部分无用特征,用AGA在剩余特征中搜索出最优特征子集.用2个公共数据集验证所提出算法的有效性,取得81.24%±15.04%的平均分类准确率,平均用时3.68 s.所提出算法的分类准确率大于过滤式算法,训练时长短于包裹式算法.

    2024年02期 v.60;No.272 167-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1671K]
  • 基于反事实推理的会话级社交推荐算法

    张莉;汪海涛;贺建峰;陈星;

    为提高社交推荐算法的准确性和可解释性,对会话中用户历史行为序列的建模过程中,针对现有社交推荐算法未充分考虑引入和学习因果信息的问题,提出基于反事实推理的会话级社交推荐算法.为引入因果信息,利用反事实推理对用户朋友在会话中的历史行为序列生成反事实数据,通过反事实数据捕获社交关系的因果信息.为学习因果信息,在事实和反事实数据的基础上提出由多个损失函数组成的多任务预测模块,在训练模型的过程中学习因果信息.在真实数据集Douban和Delicious中与现有方法比较,提出算法的评估指标Recall@K和MRR@K较基线方法均有提升.

    2024年02期 v.60;No.272 173-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1779K]
  • 基于改进的MobilenetV3热轧钢带表面缺陷分类

    熊政;车文刚;保永莉;刘晓彤;

    提出一种基于轻量化神经网络MobilenetV3-large改进的热轧钢带表面缺陷分类算法,通过剪枝、大量削减卷积层数、调整通道大小和步长,以及修改对应的网络参数快速降低了参数量.为弥补修改模型带来的准确率下降的问题,将激活函数ReLU更换为Hard-Swish,引入置换注意力机制替换原模型中的通道注意力机制,在进一步降低参数量的同时提高运行效率和分类准确率.在NEU-CLS表面缺陷数据集中的试验结果表明,改进后的算法参数量为0.5 MB,相比原模型降低96.89%,训练图片的时间由19.81 ms/幅降至10.73 ms/幅,平均准确率为99.26%,比改进前提高了5.56%,表明改进后的算法可应用于实时分类.

    2024年02期 v.60;No.272 182-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K]

干旱区农业与生态

  • 枯草芽孢杆菌和哈茨木霉对黄瓜幼苗根系构型及生长的影响

    李春;潘宇;徐洪伟;周晓馥;

    探究枯草芽孢杆菌和哈茨木霉对黄瓜幼苗根系构型及生长的影响,以“新津四号”为试验材料,采用盆栽试验,共设置LB培养基(灌根, LB),枯草芽孢杆菌(灌根, B), PD培养基(灌根, PD),哈茨木霉(灌根, H),混合培养基(V (LB培养基)∶V (PD培养基)=1∶1灌根, LBPD),混合菌剂(V (枯草芽孢杆菌)∶V (哈茨木霉)=1∶1灌根, HB) 6个处理.通过生长发育、根系形态、拓扑结构以及分型参数对黄瓜根系生长发育的影响进行研究.结果表明,与对照组相比,经菌液处理的黄瓜幼苗总根长、根表面积、根体积、交叉数、株高、茎粗、生物量均有明显的提高,其中HB处理对黄瓜幼苗的影响最大.菌液处理后的根系具有明显的分支特征,为叉状分支结构,其拓扑指数为0.5;分形特征好,分形维数小,分形丰度高,说明其分支结构比较简单,有很好的拓展空间,有利于占据养分空间.采用主成分分析法对不同处理的黄瓜幼苗各指标进行综合评价,得分排名为HB>H>B>PD>LBPD>LB.单独施用枯草芽孢杆菌或哈茨木霉菌液对黄瓜幼苗的生长均有明显的促进作用,但施用混合菌液的作用要好于单一菌液.

    2024年02期 v.60;No.272 187-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1958K]
  • 海拔和生长季节对高山嵩草叶、根生理特性的影响

    殊秋丽;徐海燕;吴晓东;李莉莎;甘子鹏;毛楠;薛守业;

    分析祁连山不同物候期和海拔梯度处高山嵩草叶片和根系中各生理指标,研究海拔和生长季对其生理特性的影响.结果表明,叶片中丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)含量9月最高,脯氨酸(Pro)含量6月最高,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性在生长后期降低,根系中MDA含量在生长后期降低, SS和Pro含量反之, 3种抗氧化酶活性在生长后期增加.不同生长期叶片的各生理指标含量均高于根.叶片和根系中各生理因子综合效率的最高温度与胁迫时间结合点不同,说明植物器官对渗透性调节物质和抗氧化酶活性的变化有显著影响,不同温度胁迫下高山嵩草的抗寒特征为9月>6月>7月>8月.随着海拔升高,叶片对于低温具有较强的敏感性,根系在生长后期具有较强的抗氧化能力.同一海拔不同生长季叶片和根系之间差异较为明显,生长在高海拔地区的植物尽管表现出诸多生理适应特征,膜系统依然受到低温影响.

    2024年02期 v.60;No.272 195-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 2102K]

干旱环境下土遗址保护

  • 甘肃省单体土遗址的时空分布特征

    谌文武;祁强;郭志谦;张帅;吴海鱼;刘沛然;

    利用地理信息系统空间分析技术,结合工程地质条件和气候因素,研究甘肃省内全国重点文物保护和省级文物保护土遗址的空间分布特征.土遗址主要位于海拔相对较低(<2 000 m)、坡度较缓(<15°)、地形起伏度小(<5 m)、离河流近(<5 km)的平原、台地和丘陵地带.大多数土遗址位于第四纪沉积物沉积区域,区域土壤主要为初育土.河西走廊及以西地区的土遗址处于干旱、半干旱区,东部土遗址处于半湿润区,土遗址所处区域自南至北的气候有显著差异.通过ArcGIS软件的核密度分析发现,甘肃省重点土遗址自西向东分布密度逐渐变大,且整体沿甘肃省的主要水系干流及其支流展开分布.各历史时期的土遗址选址因其功能性而异,主要受地质环境条件的制约,也受社会生产力的影响.

    2024年02期 v.60;No.272 205-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 2844K]
  • 麦积山石窟松鼠科动物种群数量特征及其危害

    李隆;贺东鹏;陈章;武发思;朱非清;胡军舰;岳永强;

    2021年9月-2022年9月,采用红外相机技术对世界文化遗产麦积山石窟松鼠科动物的种群密度、活动轨迹、昼夜节律及鼠害特点进行调查.结果表明,在石窟及其周边活动的松鼠科动物为岩松鼠与复齿鼯鼠,均为文物致害种;通过Schnabel法与最小已知存活数估计法计算的岩松鼠种群密度分别为(3.64±0.26)、(3.64±0.24)只/hm~2,与基于遇见率法测算的种群密度(3.08±0.19)只/hm~2之间无显著性差异;基于遇见率法测算的岩松鼠与复齿鼯鼠种群密度(7.33±1.26)只/hm~2之间有显著性差异.两种致害物种分布范围广泛,能利用石窟栈道进行活动,可沿石窟崖体东西侧多方位、洞窟门窗以及露天大佛等位置进行攀爬.对石窟文物的破坏主要包括爬行过程造成的机械损伤、排泄物污染以及在洞窟内部与外围筑巢.在两种物种反复污染的栈道外围区域及靠近崖体的高频活动位置采取布设超声波驱避器、定期喷洒化学驱避剂等防护措施.

    2024年02期 v.60;No.272 214-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K]

地质灾害与防治

  • 基于微动勘探技术的断裂带堆积层滑坡滑动面提取分析

    郭维维;曾润强;孟祥沛;尹海龙;孟兴民;

    选择舟曲县东山镇牙豁口滑坡作为研究对象,采集滑坡体的微动信号进行后期处理,通过与钻孔数据对比发现,单点反演获得的S波速度结构与视S波速度剖面均能清晰显示滑动面位置.微动探测结果显示新滑坡的滑动面埋深在10~35 m,平均埋深为9.1 m,钻孔揭露新滑动面平均埋深为10 m;微动探测结果显示老滑坡滑动面埋深在15~52 m,平均埋深为19.6 m,钻孔揭露新滑动面平均埋深为20 m.测试不同的采集时间、不同频率的检波器对探测深度和精度的影响,发现对该类滑坡应选取三重圆台阵, 4.5 Hz检波器, 90 min的采集时长.表明微动勘探方法是探测断层破碎带堆积层滑坡滑动面的一种有效方法,对于白龙江流域广泛分布的断层破碎带堆积层滑坡滑动面的探测,具有很好的技术优势以及应用前景.

    2024年02期 v.60;No.272 222-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 2322K]
  • 目标检测算法在滑坡识别中的应用

    唐烽顺;郝利娜;宋雨洋;武德宏;

    基于目视解译的滑坡数据集选取两大类(6个)目标检测算法构建滑坡自动识别模型,以四川省阿坝州作为研究区进行滑坡自动识别.基于高分辨率卫星影像构建包含3 120个样本的滑坡样本数据集;选取4种一阶段检测算法YOLOv5(s、 m、 l、 x)与两种二阶段检测算法Faster R-CNN(VGG16和ResNet-50)分别构建滑坡自动识别模型;为探究样本数量对模型识别精度的影响,将样本数据集总数分为1 000、 2 000和3 000,通过滑坡测试样本对识别结果进行评价.结果表明,基于目标检测的两类滑坡识别模型中,一阶段YOLOv5模型比二阶段Faster R-CNN模型更适用于滑坡识别;样本数对滑坡识别模型的性能具有一定影响.在较少样本的情况下,选择YOLOv5s模型能够获得较高的识别精度,随着样本数的增加,使用YOLOv5m模型可以获得更好的滑坡识别效果.

    2024年02期 v.60;No.272 229-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 1871K]
  • 基于室内模型试验的深层堆积层古滑坡破坏机理

    窦晓东;杨校辉;强远文;王信;

    采用物理模型试验、理论分析及有限元数值模拟等,研究滑坡的变形破坏机理.结果表明,50 mm/h降雨条件下滑坡下部首先出现裂缝,随着降雨持续,裂缝向滑坡中部延伸,前缘局部垮塌,滑坡后缘地形坡度转折处相继出现横向裂缝;滑坡前部降雨入渗速度为5.56×10-4 cm/s,滑坡下部裂缝形成后,降雨沿裂缝优势入渗浸润、软化滑带,导致滑带土抗剪强度降低,滑坡发生牵引式破坏;降雨2 h后,滑坡上部滑带土压力开始持续减小,表明滑带土抗剪强度降低至滑坡滑动的临界值,导致滑坡上部沿滑带处发生整体推移式蠕滑变形.滑坡破坏机理为初始降雨,坡表入渗较慢,主要以孔隙流入渗为主,由于裂缝的存在导致降雨迅速入渗,在碎石土与炭质板岩碎屑接触面形成饱水带,增加滑坡内部孔隙水压,降低滑带土炭质板岩抗剪强度,导致抗滑力减小而复活.

    2024年02期 v.60;No.272 235-242+247页 [查看摘要][在线阅读][下载 2543K]

其他

  • Frobenius双模和相对n-Gorenstein投射模

    张文汇;刘立丽;

    设R和S均是环,_SM_R是一Frobenius双模,M_R是生成子.χ是一左R-模类,y是一左S-模类.在一定条件下,证明左R-模X是n-X-Gorenstein投射模当且仅当M?_RX是n-y-Gorenstein投射左S-模.进而证明当F:_RM→_SM是忠实的Frobenius函子时,n-G_X-pd_R(X)=n-G_y-pd_S(F(X)).

    2024年02期 v.60;No.272 243-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K]
  • 真空慢退火工艺对4H-SiC核辐射探测器性能的影响

    杨凯;张春林;李海霞;李占奎;李荣华;卢子伟;

    制备了一种肖特基二极管结构的4H-SiC辐射探测器.在真空环境下,用不同的温度对欧姆电极进行慢退火处理,达到良好的欧姆接触.对其反向I-V特性和能量分辨率进行测试对比,欧姆电极在800℃条件下性能最好,在全耗尽状态下能量分辨率为1.36%,耐压测试运行稳定, 200 V偏压下漏电流仅有463 pA.与其他退火温度相比,该工艺下的4H-SiC探测器运行稳定,具有漏电流低、能量分辨率高的优势.

    2024年02期 v.60;No.272 248-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 1747K]
  • 配筋UHPC预制管混凝土组合柱轴压试验

    欧智菁;陈玮悦;颜建煌;曹磊;

    为研究超高性能混凝土(UHPC)相对于钢筋混凝土(RC)柱的基本受力性能,以UHPC预制管配箍率和长/细比为试验参数,对6根配筋UHPC预制管混凝土组合柱进行轴压试验.结果表明,与RC柱和UHPC预制空心柱相比,配筋UHPC预制管混凝土组合柱能明显改善RC柱的压溃现象和UHPC的脆性特征.为更好地发挥共同受力作用,应让紧箍效应提早出现.采用ABAQUS软件建立组合柱的有限元计算模型,分析表明UHPC强度、径/厚比、 UHPC配箍率、长/细比是影响配筋UHPC预制管混凝土组合柱轴压试验结果的重要参数.

    2024年02期 v.60;No.272 253-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 2307K]
  • 艰险山区铁路工程节约用地的关键要素识别

    郑文彧;鲍学英;贺振霞;李亚娟;

    分析艰险山区铁路工程-土地资源占用的交互影响,提取铁路工程节约用地要素及土地资源占用要素,构建要素指标体系.构建艰险山区铁路工程节约用地的关键要素识别模型,建立双层复杂网络,运用熵权法计算要素自身属性的重要度.采用模糊集理论确定节点连接强度和层间连接系数,通过复杂网络模型确定要素的综合重要度.结合实际案例得到某标段节约用地的关键要素为线路走向、既有道路利用、既有廊道利用、隧道出渣、隧道占比、桥梁占比、施工便道合理规划等.

    2024年02期 v.60;No.272 262-268页 [查看摘要][在线阅读][下载 1952K]
  • 绿脓菌素抑制缺铁环境中铜绿假单胞菌的生长代谢

    范颖;俞晓泉;冯瀚中;王勇;何永兴;郭玎玎;

    为了探究铁离子对铜绿假单胞菌(PA)的影响,在缺铁及加铁条件下探究PA绿脓杆菌(PAO1)的生长状态,结果发现缺铁离子限制PAO1的生长.利用蛋白质组学质谱技术检测PAO1在不同铁离子条件下的蛋白表达差异,结果表明与合成绿脓菌素相关的吩嗪类蛋白在缺铁条件下表达量发生显著上调;定量检测结果验证PAO1在缺铁环境中产生绿脓菌素的量相较于加铁环境显著增加;通过检测外源加入的绿脓菌素对PAO1在缺铁及加铁条件下生长状态的影响,表明绿脓菌素会导致PAO1在生长初期生长缓慢且在生长中期菌体密度显著下降. PA生长状态的变化可能是由于缺铁条件下PAO1产生的绿脓菌素对其自身的杀伤作用所致.

    2024年02期 v.60;No.272 269-275页 [查看摘要][在线阅读][下载 1728K]
  • 转录组分析揭示荷叶离褶伞菌多糖LDS-1抗小鼠S180肿瘤的分子机制

    王艺学;刘影;赵倪慧;卢睿加;侯怡铃;丁祥;

    以荷叶离褶伞菌多糖LDS-1、甘露聚糖肽和空白对照作用下的小鼠S180肿瘤细胞为研究材料,运用RNA-Seq测序技术进行生物信息学分析,结果显示LDS-1组、甘露聚糖肽组和空白对照组分别获得8.27、 8.35和8.97 G的分析数据.高表达基因(FPKM>2 200)分析显示LDS-1主要通过下调Rplp1基因调控细胞分裂,将S180细胞停滞在G1期以抑制其分裂.差异基因分析结果显示LDS-1主要通过上调Alb、 Timp4、 Apoa1基因调节蛋白表达或者细胞黏连性,抑制S180肿瘤细胞迁移.KEGG(京都基因与基因组百科全书)通路富集结果显示, LDS-1抑制S180肿瘤生长的关键基因主要富集在过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路中,上游Fabp3基因下调,激活下游Apoa1、Slc27a2和Adipoq等多个基因上调,调控S180细胞的脂质代谢和胆固醇代谢. LDS-1能够通过调控高表达关键基因Rplp1,差异表达关键基因Alb、 Timp4、 Apoa1,以及PPAR信号通路抑制S180肿瘤细胞的增殖分裂、能量获取和迁移侵袭.

    2024年02期 v.60;No.272 276-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 2413K]
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